Mayr, componenti innovativi per impianti eolici

Il settore delle turbine eoliche continua a crescere: particolarmente attenta ai suoi sviluppi è l’azienda tedesca Mayr (dal 1897 anni riferimento nelle trasmissioni di potenza, dal 1970 con una filiale italiana a Saonara nel padovano), per le quali produce una vasta gamma di componenti, dai limitatori di coppia a frizione ai freni di sicurezza.

La forza del vento

L’energia eolica è fra le forme di energia rinnovabile più diffuse e il suo impiego sta crescendo, grazie a piani industriali favorevoli e all’impatto ambientale contenuto. I produttori di componenti si adoperano per fornire all’industria soluzioni che incrementino la sicurezza e la produttività degli impianti.

Secondo i dati dell’IEA (International Energy Agency) e dell’IREnA (International Renewable Energy Agency), l’energia eolica si posiziona al secondo posto per capacità installata tra le fonti rinnovabili, dietro all’energia idroelettrica e seguita dall’energia solare fotovoltaica.

La rapidità della crescita dell’energia eolica è seconda solo a quella del solare fotovoltaico: la capacità degli impianti eolici secondo il GWEC (Global Wind Energy Council) è arrivata a superare i 900 GW nel 2023, con un tasso di crescita del +9% rispetto al 2022.

La continua espansione è dovuta sia all’aumento di efficienza degli impianti e della conseguente riduzione dei costi di generazione, sia al supporto che governi e comunità tendono ad accordare a questa forma di energia nella maggior parte dei Paesi industrializzati.

Una buona compatibilità ambientale

Le turbine eoliche, una volta installate, non emettono gas serra durante il loro funzionamento e utilizzano una risorsa inesauribile come il vento; inoltre, hanno anche un impatto ambientale relativamente basso, se installate in siti dove non interferiscano in modo irreparabile con ecosistemi e habitat naturali, utilizzando componenti e tecnologie innovative che riducano l’impatto visivo e acustico e attuando piani di manutenzione efficiente per garantire la longevità degli impianti.

Sempre secondo il Global Wind Report 2023 del GWEC, l’energia eolica ha rappresentato circa l’8% della produzione globale di energia elettrica nel 2023, con un aumento rispetto al 7,3% dell’anno precedente. Inoltre, il World Energy Outlook 2023 dell’IEA conferma che le politiche di supporto all’energia pulita stanno accelerando il ritmo di cambiamento in molti mercati chiave, contribuendo alla crescita della quota di energia eolica nel mix energetico globale.

La situazione italiana

Per quanto riguarda il nostro Paese, secondo i dati di Terna (la società che gestisce la rete elettrica nazionale) l’energia eolica ha coperto circa il 7% del fabbisogno energetico italiano nel 2023. In quest’anno, gli impianti eolici in Italia hanno prodotto circa 20.000 GWh di energia elettrica, una quantità di energia sufficiente a soddisfare il fabbisogno annuo di una città come Los Angeles, con circa 4 milioni di abitanti.

Le previsioni per il 2024 indicano un ulteriore aumento della quota di energia eolica sia a livello globale che in Italia. Il GWEC prevede che il 2024 sarà il primo anno in cui la nuova capacità eolica installata supererà i 100 GW, con una crescita del 15% rispetto al 2023. In Italia, dove sono presenti circa 6000 impianti eolici attivi, con una tendenza verso l’incremento delle installazioni (soprattutto al Sud e nelle Isole), si prevede che la capacità installata continuerà a crescere grazie agli incentivi governativi e agli investimenti nel settore delle energie rinnovabili, aumentando ulteriormente la percentuale di energia eolica nel mix energetico nazionale.

La maggior parte delle attività pertinenti al settore eolico in Italia si concentra tuttavia sulla gestione e manutenzione degli impianti, assemblati utilizzando componenti prodotti all’estero, mentre la produzione delle turbine di maggiori dimensioni è generalmente affidata a grandi multinazionali del settore.

Non manca però un certo successo del Made in Italy: le piccole e medie turbine hanno un mercato nell’Est europeo, mentre diverse aziende nostrane esportano componenti e conoscenze tecniche.

I limitatori di coppia a frizione ROBA

I limitatori ROBA-slip hub prodotti da Mayr – nella foto qui sopra, a destra – hanno aspetti progettuali e costruttivi che li rendono idonei all’utilizzo di impianti eolici e si distinguono per diverse caratteristiche specifiche dai notevoli vantaggi.

Anche in applicazioni ad alta intensità, questi limitatori di coppia a frizione offrono una precisione elevata e costante nel tempo, senza che siano necessarie regolazioni frequenti per mantenerla: si caratterizzano infatti per un’elevata precisione di disconnessione e una ripetibilità accurata, garantendo che il sistema si disinnesti sempre al valore di coppia predefinito.

I limitatori sono estremamente affidabili, con una costruzione robusta ideale per condizioni operative difficili e variabili. Sono inoltre ampiamente configurabili, il che consente un’accurata personalizzazione per esigenze specifiche, come la gestione di differenti intervalli di coppia e velocità operative.

Il prodotto è facile da installare e ha esigenze di manutenzione molto ridotte. La regolazione continua della coppia permette una calibrazione fine senza necessità di strumenti complessi. Rispetto ad altri limitatori di coppia a frizione, la precisione è maggiore e la manutenzione meno frequente, grazie alle superfici di frizione particolarmente resistenti all’usura.

Anche il confronto con i limitatori di coppia a sfera evidenzia i vantaggi di ROBA-slip hub, che non richiede un reset manuale dopo ogni disinnesto, aumentando l’efficienza anche in applicazioni ad alta frequenza di sovraccarico.

Infine, rispetto ai limitatori con la rottura della spina a taglio, ROBA-slip hub presenta il vantaggio di non dover essere sostituito quando si verifica il sovraccarico, il che nelle turbine eoliche implicherebbe una manutenzione laboriosa e costosa.

I limitatori di coppia a frizione svolgono un ruolo vitale nella protezione delle turbine eoliche, permettendo di operare in sicurezza anche in condizioni di vento avverso: assicurano che la produzione di energia rimanga stabile e che i componenti meccanici non subiscano danni, prolungando la vita utile della turbina e garantendo un funzionamento efficiente e sicuro.

La gamma Mayr per l’eolico

Oltre ai limitatori di coppia a frizione ROBA, Mayr mette a disposizione di progettisti e produttori di generatori eolici anche le sue competenze e la sua esperienza pluridecennale nel settore fornendo un’ampia gamma di freni di sicurezza, in grado di garantire tempi di fermo minimi e caratterizzati da elevata flessibilità del design costruttivo. I freni Mayr per le applicazioni offshore sono disponibili anche in versioni per climi freddi, certificate per applicazioni fino a –40 °C dal GL (Germanic Lloyd).

Fra i modelli di freno più apprezzati nel settore si può ricordare i freni ROBA-stop-M Servo-pitch – nella foto poco sopra, a sinistra – progettato per installazione all’estremità libera dell’albero e perfetto per i servomotori dell’asse pitch dei generatori eolici, che pongono requisiti molto elevati in termini di densità di prestazioni e temperature. Questi freni garantiscono una tenuta affidabile e possono decelerare carichi o masse in movimento. In caso di interruzione dell’alimentazione, guasto o malfunzionamento del servofreno nel motore di azionamento, i freni ROBA-stop-M mantengono l’asse in qualsiasi posizione, proteggendo gli organi di trasmissione e il sistema da eventuali danni.

Non va dimenticato inoltre il modulo di controllo per sistemi frenanti ROBA-brake checker (nella foto qui sotto), progettato per monitorare i freni senza l’impiego di sensori esterni, in grado di rilevare possibili guasti prima che si verifichino e facilitando la manutenzione predittiva.